Сложные системы
Архив статей журнала
Одной из важнейших задач современной экологии является изучение конкретных форм связи структурных и функциональных показателей экосистемы с целью получения количественных оценок их напряженности. Хотя отдельные структурные показатели и отражают особенности этой связи, но сами по себе оказываются недостаточными для ее полного описания. Все это приводит к необходимости отыскания такого обобщенного показателя, с помощью которого по измеренным или рассчитанным структурным характеристикам сообщества можно определить его физиологическую активность.
Работа посвящена разработке одного из возможных подходов к решению этой проблемы – на примере популяций микроорганизмов предложена эмпирическая модель оценки состояния биосистемы, позволяющая определять направление динамики и степень ее изменений.
В статье рассмотрены динамические системы и их свойства. В качестве общего основания предложено представление о динамической системе как циклическом движении характеризующееся постоянным возвращением к некому начальному этапу. Рассмотрены этапы жизненных циклов таких систем.
Рассматривается механизм влияния на биологические объекты следующих типов воздействий: биологически активных веществ в сверхмалых дозах (концентрация вещества 10-13М и ниже), низкоинтенсивного неионизирующего электромагнитного излучения (плотность потока менее 1 мкВт/см2), низкоинтенсивного ионизирующего излучения (эквивалентная доза менее 0,1 Зв), окружающих полостных структур (пчелиные соты, ячеистые структуры и т. п.). Действие сверхмалых доз биологически активных веществ и низкоинтенсивных физических факторов проявляется на разных уровнях биологической организации объекта воздействия: от макромолекул, клеток, органов и тканей до животных и растительных организмов. К числу свойств, характерных для перечисленных выше типов воздействий, относятся: изменение чувствительности биологического объекта к последующим воздействиям сверхмалых доз, зависимость «знака» эффекта от начальных характеристик биологического объекта, немонотонная зависимость «доза-эффект», исчезновение побочных эффектов при уменьшении дозы. В статье проводится аналогия между особенностями действия сверхмалых доз биологически активных веществ и низкоинтенсивных физических факторов на биологические объекты и свойствами сверхтекучих спиновых токов в сверхтекучем 3Не-В.
Настоящая статья посвящена проблеме получения хаотических решений, соответствующих детерминированному хаосу, путём интегрирования на компьютере уравнений с запаздыванием. Полученные цифровые хаотические сигналы обладают рядом специфических свойств. Поэтому их можно использовать в цифровых линиях связи и других системах передачи данных для решения следующих задач: 1) для передачи информации непосредственно; 2) для шифрования или кодирования передаваемой информации; 3) для постановки оптимальных или заградительных помех с целью эффективного противодействия цифровым системам противника различного назначения.
Благодаря лагранжеву формализму, получено неоднородное нелинейное
дифференциальное уравнение в частных производных, описывающее поведение амплитуды
волны от времени и координат. Исходя из предположения, что диссипация энергии волнового
движения происходит благодаря квазиупругому рассеянию волны на колебаниях плотности
жидкости, вычислена глубина турбулентного затухания вглубь акватории, и найдено
аналитическое выражение коэффициента турбулентной вязкости турб . Численная оценка
турб дает значение порядка 4 6 2 1 10 10 ñì ñ , согласующееся с метеорологическими
измерениями, проведенными со спутника.
На примере эмбриогенеза животных исследован биохимический механизм самоорганизации с ведущим участием энергетических (свободнорадикальных) процессов. С позиций экспериментальных данных обсуждаются общие свойства развивающихся систем и параметры порядка в качественных изменениях эмбрионального организма, определяющих смену фаз развития. Обнаруженные квазихаотические периоды в эмбриогенезе использованы в создании тест-системы, позволившей обнаружить ранние биологические эффекты слабых и сверхслабых средовых воздействий и прогнозировать их экологический риск.
В статье представлены современные данные о функциях витамина А в организме позвоночных животных в эмбриональном и постнатальном развитии. Основной активной изоформой витамина А в организме является ретиноевая кислота, функционирующая при развитии зародыша в качестве морфогена. В работе представлены сведения, касающиеся участия ретиноевой кислоты в развитии переднего и заднего мозга, сомитогенезе и дифференцировке нервной трубки, жаберных дуг и производных эмбрионального кишечника (легких, поджелудочной железы), а также почки конечности. Кроме того, в статье представлены сведения об участии ретиноидов в метаболизме различных тканей и органов в постнатальном онтогенезе.
В течение последних пяти лет компанией «Нью Инфлоу» проводятся теоретические и экспериментальные исследования, направленные на продвижение новой концепции построения устройств производства энергии. По заказу компании автором создана логически непротиворечивая математическая теория физического вакуума (эфира), позволяющая понять механизмы появления материи и ее преобразования в энергию. Отдельные разделы теории опубликованы в разных мировых научных изданиях. В настоящей работе построены математические модели электрона, протона и нейтрона в виде волновых решений нелинейной системы уравнений эфира, выведенных на основе законов классической механики. Даны определения и формулы вычисления их зарядов, энергии, массы и магнитных моментов, численные значения которых практически точно совпадают с экспериментальными так называемыми «аномальными» значениями магнитных моментов. Получены представления постоянной Планка и постоянной тонкой структуры через параметры эфира, причем вычисленное по формулам теории эфира значение постоянной тонкой структуры также практически точно совпадает с его экспериментальным значением. Теоретически обоснованы и подтверждены формулами теории эфира: закон универсальности заряда элементарных частиц, равенство нулю заряда нейтрона, отсутствие массы, заряда и магнитного момента у нейтрино, механизм рождения частицы и античастицы из фотона удвоенной энергии и механизм аннигиляции частиц.
Рассмотрены метеорологически обусловленные стихийные бедствия (наводнения, оползни, сели) в разных регионах России (на Северном Кавказе, Алтае, Дальнем Востоке, в Бурятии, Магаданской области), произошедшие в 2013-2014 гг. и показана их связь с современным характером циркуляции атмосферы Северного полушария. Отмечено, что характерный для настоящего времени максимальный за весь период наблюдений межширотный обмен воздушных масс ведёт к максимальной повторяемости и интенсивности метеорологически обусловленных опасных природных процессов, в том числе и одновременно развивающихся в разных регионах. Это требует повышенного внимания к состоянию гидротехнических сооружений и постоянной готовности соответствующих служб к экстремальному развитию событий.
Многолетние ряды эволюции ледников Гренландии, Исландии, Шпицбергена и Новой Земли 1890-1980 гг. были продолжены по гляциологическим данным 1980-2000-х гг. Показано, что в течение ХХ столетия в колебаниях ледников Приатлантической Арктики (также как и в Антарктиде) проявлялась периодичность, в среднем равная 18,6 лет изменчивости лунно-солнечных приливных сил. Самое значительное отступание ледников Арктики происходило в зональную циркуляционную эпоху Северного полушария (1916-1956 гг.). В 1980-е - 1990-е гг. меридиональной южной эпохи атмосферной циркуляции возобновились подвижки гренландских, исландских и шпицбергенских ледников, а на Новой Земле и Земле Франца-Иосифа наблюдалось и замедление темпов сокращения оледенений. Эти события происходили на фоне резкого усиления циклонической деятельности в Северной Атлантике и Арктическом бассейне в зимние и летние сезоны.
Показано, что в физическом вакууме существует физический процесс, который может обусловливать корпускулярно-волновой дуализм. Таким физическим процессом является прецессия спина пары виртуальных частиц, создаваемой квантовым объектом в физическом вакууме. Проанализирована аналогия между характеристиками этой прецессии (частотой, фазой) и подобными характеристиками волновой функции квантового объекта. Показано, что размер электрического диполя, образованного парой электрически разноимённо заряженных виртуальных частиц, определяет длину волны волновой функции квантового объекта. Квантовые корреляции квантовых объектов могут осуществляться спиновыми корреляциями между спинами пар виртуальных частиц, создаваемыми этими квантовыми объектами.
В статье исследуются наиболее острые глобальные процессы, представляющие вполне реальную угрозу выживанию современной цивилизации. Отмечается, что все фактологические источники информации – СМИ (средства массовой информации), научно-популярные журналы и книги и, тем более, научные работы и книги, различаясь по степени достоверности и глубины, едины в главном: фактов ухудшения ситуации все больше, надежды на быстрое решение проблем все меньше. Естественнонаучный подход опирается на свой основной и наиболее объективный критерий истины – эксперимент. В статье отмечается, что корень появления и развития глобальных проблем связан с неспособностью человеческого мозга прогнозировать поведение сложных нелинейных систем. К счастью, математические модели и физические законы позволяют человеку разобраться в сути современных проблем и достаточно обоснованно предсказать наше ближайшее будущее при сохранении имеющихся тенденций развития. Делаются и базовые рекомендации по выходу из кризиса.